基于分形與地質統(tǒng)計學理論的礦床建模技術研究及實踐.pdf

1、本文以分形及地質統(tǒng)計學理論為基礎，結合我國礦山的具體實際，圍繞地形建模、巖性建模、品位建模等有關礦床建模的技術問題開展研究。 將非線性科學分形引入到礦床建模中來。介紹了分形的產(chǎn)生及其研究對象。論述了分形的基本理論以及分維數(shù)的定義與計算。通過一些實際現(xiàn)象及國內外大量文獻的綜合分析，得出了許多礦床具有分形結構，可用分形理論來研究礦體的空間分布及各類礦化信息的結論。研究了分形成礦富集模型，得出了可用分形與地質統(tǒng)計學相結合進行礦石品位和

2、儲量計算的結論。 介紹了地質統(tǒng)計學的產(chǎn)生背景、研究內容及其相對于傳統(tǒng)的儲量計算方法和經(jīng)典概率統(tǒng)計方法的優(yōu)越性。論述了區(qū)域化變量、變異函數(shù)及其理論模型、變異曲線、結構分析等地質統(tǒng)計學的一些基本概念。并且對普通克立格法進行了詳細介紹。 按照礦床建模的一般程序提出了礦床建模的系統(tǒng)模式。研究了模型定位及模型單元塊構造、樣品組合、數(shù)據(jù)搜索等問題，并且給出了樣品組合及數(shù)據(jù)搜索的一些方法。研究了地形建模方法，給出了用趨勢面法、距離冪反

3、比法和克立格法進行地形建模的計算公式。針對傳統(tǒng)地形建模方法所存在的缺陷，引入了兩種基于分維布朗運動(fBm)的三維地形建模實用算法——中點移位法以及空間多面體變形插值算法。討論了巖性建模的方法及其過程，提出了用巖性信息及經(jīng)驗解釋相結合進行巖性建模的方法。研究了多邊形法、距離冪反比法以及克立格法三種品位建模方法，并且給出了三種建模方法的計算公式。對于目前用的最普遍的克立格法，從試驗變異函數(shù)的計算、理論變異函數(shù)的擬合、變異函數(shù)參數(shù)的交叉驗證

4、、克立格估值這幾方面進行了詳細的論述。 在理論研究的基礎上，利用DMS和Surpac Vision軟件對某礦山進行了礦床建模實踐。建立了該礦山的地質數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中共有147個鉆孔，8799件樣品，TFe、V<,2>O<,5>、S、P、FeO、FeCO<,3>、Fe<,3>O<,4>七個元素，礦山可隨時進行檢索、更新和調用，有利于礦山生產(chǎn)的動態(tài)管理。利用距離冪反比法加分形插值算法建立了地形模型。根據(jù)建立的巖性模型，對礦體進行了圈

5、定，并作出了礦體的實體模型圖。對鐵元素(TFe)進行了變異函數(shù)分析，確定了變異函數(shù)參數(shù)。并對變異函數(shù)參數(shù)進行了交叉驗證，數(shù)據(jù)表明對組合樣的估值是無偏的，計算的變異函數(shù)參數(shù)可用于建立品位模型。用克立格法對鐵元素進行了品位建模，并根據(jù)建立的模型繪制了模型統(tǒng)計分析圖、分層平面圖、縱剖面圖、行剖面圖以及按不同品位范圍劃分的塊體模型圖。最后根據(jù)建立的礦床模型對儲量進行了統(tǒng)計，并給出了儲量計算報表，計算結果與地質勘探報告上提供的數(shù)據(jù)相比，基本相符。